[发明专利]利用太阳能、自然寒冷和海面进行海水淡化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及海水淡化领域，尤其是涉及一种利用自然能源淡化海水的方法。

背景技术

海水淡化一直是人们关注的课题。对海水进行淡化的方法很多，但常规的方法，如多级蒸馏法、离子交换法、渗析法、反渗透膜法以及冷冻法等，都要消耗大量的燃料或电力。由于地球的温室效应、空气污染日益严重，因此，寻求用太阳能来进行海水淡化，受到人们的重视。

盘式太阳能蒸馏器海水淡化技术有许多优点：首先是可独立运行，不受蒸汽、电力等条件限制，无污染、运行安全稳定可靠，不消耗常规人工能源，对能源紧缺、环保要求高的地区有很大应用价值；其次是生产规模可有机组合，适应性好，投资相对较少。

但其不足之处是要占有大量的陆地资源，其次是进入冬季，太阳辐射强度弱，导致淡水产量低。如果能够改进上述问题，太阳能海水淡化技术更加具备淡水供应市场的竞争力。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足，本发明的目的是提供这样一种太阳能海水淡化装置及其使用方法：第一，其不占用陆地资源，利用广阔的海面安置海水淡化装置，第二，进入冬季，可以利用自然寒冷在装置中结冰淡化海水的方法生产淡水，以提高冬季的淡水出水量。

本发明的装置是这样实现的：它包括能在水中浮起的船体，船体内依次设置下池、上池、透光棚；在上池池底设一下水孔连通下池；上池上部设有蒸馏水槽，蒸馏水槽通过蒸馏水道与下池连通；

所述的透光棚设有通风口和棚盖，棚盖能移动并封闭通风口，使上池与外界隔离；所述的下池中设有接水盆，接水盆下部和下池的滑轮槽中设有滑轮和拉绳，拉绳的一端固定在下池上部，另一端与棚盖相连，当接水盆接满水后，在水重力的作用下，接水盆通过滑轮，拉动拉绳，使棚盖移动并封闭通风口；

所述的上池中设有堵塞机构，堵塞机构包括依次相连的弹簧、浮板、拉绳、塞子，其中弹簧的一端固定在上池，另一端压在浮板上；塞子靠自重堵住下水孔，当浮板克服弹簧力向上，通过拉绳，拉起塞子脱离下水孔；

所述的上池设有固定在池底的通气管，通气管的一端高于蒸馏水槽，另一端伸入下池；

使用上述装置制作淡水的方法是这样实现的：

第一步骤：在临近气温低于0℃以下的时节，移开棚盖，并在上池中加入海水，在气温低于0℃以下的时节，上池内的海水在冷空气中结冰；当冰结到一定厚度，由于冰体积膨胀，推动浮板克服弹簧力向上，塞子被拉起，未结冰的海水从下水孔流入接水盆和下池；

当接水盆的水满后，在水重力作用下，接水盆通过滑轮拉动拉绳，使棚盖移动并封闭通风口，以致上池与外界隔离；

阳光透过透光棚，加热棚内的空气，用以融化冰；由于热压效应，棚内的热空气经通气管流入冰层下部，也用以融化冰；冰中的咸冰水逐渐从冰晶间隙泄出，经下水孔流入下池；之后，冰层逐渐融化，浮板受弹簧的压迫逐渐下降，塞子也随之下降；当冰层经融化减薄到一定程度，以及排出的咸冰水的盐度小于1‰后，塞子靠自重完全堵住下水孔；此后，上池中的冰继续融解，化为淡水；

直至上池中的冰全部化为淡水；

第二步骤：取出上池中的淡水；将下池中的浓海水也取出，并用海水洗净下池；将上池的下水孔堵住；进入太阳能蒸馏海水工序：

在上池中加入海水，关闭棚盖，阳光透过透光棚，加热上池内的海水，使海水蒸发，其水蒸汽上升，在透光棚上遇冷，凝结成水滴，沿透光棚的斜面淌下，落入蒸馏水槽，经蒸馏水道流入下池；当上池的海水浓缩到一定程度，取出浓海水，也取出下池中的蒸馏水；再在上池中加入海水，重新蒸馏；

一年中，第一步骤在冬季进行，其余季节进行第二步骤中的太阳能蒸馏海水工序。

本发明与现有技术相比的特点和有益效果是：

一、        本发明的海水淡化装置飘浮在海面上，不占用陆地资源。

二、        由于本发明装置在冬季可以用结冰的方法生产淡水，其在冬季的淡水出水量高于现有的单纯依靠太阳辐射蒸馏海水的装置。这是因为冰的融化热为334.4KJ/kg，仅是水的汽化热（水在100℃时为2257.2 KJ/kg）的1/7，所以冷冻法海水淡化过程本身的所需能量要比蒸馏法低得多。

三、        本发明装置中的动作诸如拔塞子，将棚盖闭合等，均依靠自然力，不需要动力装置，不消耗电力，也不需要人力。

四、        本发明可以自由选择停泊海水区域的优点：A，在优质海水区域制作淡水。B，在寒冷区域结冰，然而迁移到温暖区域融冰成淡水。C，作为输送淡水的装备。

附图说明